無(wú)紙記錄儀的形成，始于石化工業(yè)。20世紀(jì)90年代前，石化行業(yè)在記錄現(xiàn)場(chǎng)的流量、溫度、壓力等參數(shù)時(shí)，使用有紙記錄儀。有紙記錄儀的缺點(diǎn)很明顯，顯示不直觀（只有趨勢(shì)顯示），需要定期換紙、更換墨水等耗材。隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破使得無(wú)紙記錄儀的開(kāi)發(fā)成為現(xiàn)實(shí)。
1.1 液晶顯示技術(shù)
液晶顯示器出現(xiàn)前，業(yè)界使用CRT顯像管作為電子顯示的方式。CRT顯像管體積大、功耗高、抗震性差、且需要高壓來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示，無(wú)法作為工業(yè)儀表的顯示器。而液晶顯示器作為新興的顯示技術(shù)，具有重量輕、厚度薄、抗震性好等新特性，使用LED發(fā)光二極管或者CCFL作為光源，是工業(yè)儀表理想的顯示器。
早期液晶顯示器均為單色（黃底黑字），分辨率不高（128*64像素），一般自帶顯示控制器，微控制器使用并行總線與顯示控制器連接，可用來(lái)顯示數(shù)字和曲線，并可顯示漢字。
1.2 固態(tài)電子存儲(chǔ)器（閃存）
記錄是無(wú)紙記錄儀的主要功能。基于抗震的考慮，軟盤、硬盤等帶活動(dòng)部件的存儲(chǔ)技術(shù)無(wú)法滿足工業(yè)應(yīng)用的要求，而EEPROM的存儲(chǔ)容量不足以用來(lái)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。閃存（Flash memory）是一種電子式可清除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，允許在操作中被多次擦或?qū)懙拇鎯?chǔ)器，由日本東芝公司與1984年發(fā)明。
閃存分為NandFlash和Nor Flash兩種類型。Nand Flash具有存儲(chǔ)量大，擦寫速度快的特點(diǎn)，但是由于生產(chǎn)工業(yè)的原因，在存儲(chǔ)空間中存在壞塊，因此無(wú)法用于高可靠性要求的工業(yè)數(shù)據(jù)記錄應(yīng)用。而Nor Flash可靠性高，且能擦寫100萬(wàn)次以上，是無(wú)紙記錄儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的理想選擇。
2、無(wú)紙記錄儀技術(shù)的發(fā)展
2.1 萬(wàn)能信號(hào)輸入技術(shù)
無(wú)紙記錄儀作為模擬信號(hào)采集裝置，需要接入現(xiàn)場(chǎng)多種傳感器信號(hào)。早期無(wú)紙記錄儀使用單類型信號(hào)調(diào)理模塊作為模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換，熱電偶、熱電阻、電壓、電流等信號(hào)需使用不同的信號(hào)調(diào)理模塊，這種信號(hào)處理方式給用戶帶來(lái)極大的麻煩。
萬(wàn)能信號(hào)輸入技術(shù)使用光繼電器作為不同信號(hào)類型的切換開(kāi)關(guān)，同時(shí)使用運(yùn)算放大器和模擬開(kāi)關(guān)輔助切換信號(hào)量程，使得各種不同信號(hào)類型和不同量程的傳感器只需要通過(guò)軟件組態(tài)設(shè)置，即可輸入儀表。用戶再也無(wú)需為傳感器和信號(hào)調(diào)理模塊的匹配問(wèn)題而煩惱。
2.2 數(shù)字通訊技術(shù)
隨著工廠信息化程度的提高，現(xiàn)場(chǎng)的傳感器數(shù)據(jù)需要在工廠的信息系統(tǒng)中集中顯示，無(wú)紙記錄儀需要提供通訊接口。通訊接口分為物理鏈接和通訊協(xié)議兩部分：
物理鏈接：RS232和RS485是兩種常用的串行通信技術(shù)。RS232只能一對(duì)一通訊，且通訊距離一般不超過(guò)10米。而RS485可以多機(jī)通訊，使用差分信號(hào)，傳輸距離超過(guò)1000米。因此RS485是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)最常用的通訊方式。
通訊協(xié)議：Modbus是Modicon于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）而發(fā)布的。Modbus是工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設(shè)備之間最常用的連接方式。
Modbus比其他通信協(xié)議使用的更廣泛的主要原因有：
①公開(kāi)發(fā)表并且無(wú)版稅要求。
②相對(duì)容易的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)部署（使用RS485）。
③對(duì)生產(chǎn)廠商，修改移動(dòng)原生的寄存器沒(méi)有很多限制。
2.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存技術(shù)
無(wú)紙記錄儀在儀表內(nèi)部存儲(chǔ)了大量的數(shù)據(jù)，隨著計(jì)算機(jī)的普及，在儀表上操作查看歷史數(shù)據(jù)顯然不如在電腦上查看方便，且計(jì)算機(jī)提供了數(shù)據(jù)錄入、分析、打印等功能，是儀表上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。而大量的數(shù)據(jù)通過(guò)串行通訊進(jìn)行上傳，速度慢、時(shí)間長(zhǎng)、容易傳輸失敗，而且有很多現(xiàn)場(chǎng)并沒(méi)有將無(wú)紙記錄儀進(jìn)行通訊聯(lián)網(wǎng)。使用優(yōu)盤和使用SD卡是常用的兩種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存方式。
使用優(yōu)盤或SD卡時(shí)，需在儀表上增加USB或SD接口。使用傳統(tǒng)的8051處理器無(wú)法滿足USB或SD接口的高速數(shù)據(jù)傳輸需求，而32位的ARM高速處理器可以實(shí)現(xiàn)USB接口等功能。優(yōu)盤和SD卡具有高抗震性，支持熱插拔，存儲(chǔ)容量大等特點(diǎn)，一個(gè)優(yōu)盤或一張SD卡即可存儲(chǔ)幾百臺(tái)無(wú)紙記錄儀的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用戶可一次備份多臺(tái)儀表，統(tǒng)一在電腦上查看數(shù)據(jù)，方便抄表使用。
由于SD卡具有體積小、功耗低的特點(diǎn)，可作為無(wú)紙記錄儀的擴(kuò)展存儲(chǔ)器，利用無(wú)紙記錄儀的自動(dòng)備份功能，使儀表的連續(xù)存儲(chǔ)時(shí)間成倍增加。
3、無(wú)紙記錄儀技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 以太網(wǎng)、無(wú)線通訊、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
基于數(shù)據(jù)傳輸量的增加和通訊速度的要求，傳統(tǒng)的串行通訊已經(jīng)無(wú)法滿足未來(lái)的通訊需求。工業(yè)以太網(wǎng)及基于以太網(wǎng)的無(wú)線通訊技術(shù)的普及對(duì)無(wú)紙記錄儀提出了新的通訊需求。
國(guó)外廠商在多年前就已經(jīng)提供了以太網(wǎng)的產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)廠商由于技術(shù)積累薄弱和市場(chǎng)需求疲軟等原因，基本沒(méi)有提供此類功能。目前云南昌暉儀表制造有限在以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀開(kāi)發(fā)方面走在同行前列，最先推出寬屏彩色無(wú)紙記錄儀和寬屏藍(lán)屏無(wú)紙記錄儀。
以太網(wǎng)（Ethernet）是一種計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，通常使用TCP/IP通訊協(xié)議?；赥CP/IP通訊協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)多種無(wú)紙記錄儀需要的功能。
①實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸：使用MODBUS/TCP協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)與基于RS485的MODBUS-RTU相同的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊功能；歷史數(shù)據(jù)傳輸：使用FTP協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)直接讀取儀表內(nèi)的記錄數(shù)據(jù)，速度快，且可直接使用瀏覽器訪問(wèn)，無(wú)需專用軟件。
②時(shí)間同步功能：由于硬件時(shí)鐘運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)后，總會(huì)存在誤差，而時(shí)間是記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的一個(gè)重要維度。使用SNTP（簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議），可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)無(wú)紙記錄儀的時(shí)間同步，使記錄數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。
③瀏覽器訪問(wèn)功能：儀表內(nèi)構(gòu)件一個(gè)HTML服務(wù)器，用戶通過(guò)瀏覽器遠(yuǎn)程訪問(wèn)無(wú)紙記錄儀，即可看到與記錄儀顯示一樣的畫面，且可進(jìn)行在記錄儀上相同的操作。
而在即將到來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)浪潮中，以太網(wǎng)無(wú)紙記錄儀將由一個(gè)的模擬信號(hào)與數(shù)字傳輸之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)的模擬傳感器與新興的物聯(lián)網(wǎng)連接的一座橋梁，既降低用戶部署新型互聯(lián)的技術(shù)難度，同時(shí)也保護(hù)了用戶現(xiàn)有的操作習(xí)慣。
